Сколько теплоты потребуется, чтобы привести 2 кг воды к кипению при начальной температуре 15 градусов, если при этом

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать формулу для расчета количества теплоты, необходимого для изменения температуры жидкости или для испарения. Давайте начнем с расчета теплоты для изменения температуры.

Для этого мы будем использовать формулу:

\[Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T\]

где:
\(Q_1\) - количество теплоты, потребуемое для изменения температуры (в Дж),
\(m\) - масса вещества (в кг),
\(c\) - удельная теплоемкость вещества (в Дж/(кг·°C)),
\(\Delta T\) - изменение температуры (в °C).

Для воды удельная теплоемкость \(c\) составляет около 4200 Дж/(кг·°C).

Так как у нас есть начальная температура воды (15 градусов), мы можем вычислить изменение температуры \(\Delta T\) между начальной и конечной точками, которая будет равна температуре кипения воды (100 градусов).

Тогда \(\Delta T = 100 - 15 = 85\) градусов.

Теперь мы можем подставить известные значения в формулу:

\[Q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 85 \, \text{°C}\]

Выполняя вычисления, получаем:

\[Q_1 = 714000 \, \text{Дж}\]

Итак, количество теплоты, необходимое для изменения температуры 2 кг воды с 15 градусов до 100 градусов, составляет 714000 Дж.

Далее, мы должны рассчитать количество теплоты, необходимое для испарения 100 г воды.

Для этого мы используем формулу:

\[Q_2 = m \cdot L\]

где:
\(Q_2\) - количество теплоты, потребуемое для испарения (в Дж),
\(m\) - масса вещества (в кг),
\(L\) - удельная теплота испарения (в Дж/кг).

Удельная теплота испарения воды составляет около 2260 Дж/кг.

Теперь мы можем подставить известные значения в формулу:

\[Q_2 = 0.1 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{Дж/кг}\]

Выполняя вычисления, получаем:

\[Q_2 = 226 \, \text{Дж}\]

Итак, количество теплоты, необходимое для испарения 100 г воды, составляет 226 Дж.

Наконец, чтобы найти общее количество теплоты, потребуемое для приведения 2 кг воды к кипению, мы просто суммируем теплоту для изменения температуры \(Q_1\) и теплоту для испарения \(Q_2\):

\[Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2\]

Подставляя значения, получаем:

\[Q_{\text{общ}} = 714000 \, \text{Дж} + 226 \, \text{Дж} = 714226 \, \text{Дж}\]

Итак, общее количество теплоты, необходимое для приведения 2 кг воды к кипению, составляет 714226 Дж.